麥積山石窟約自十六國後秦時期創建，歷經西秦、北魏、西魏、北周、隋、唐、宋、元、明、清各代，歷時壹千六百余年，都有不斷開鑿和修繕。因歷代地震的緣故，中部山崖崩塌陷落，遂將山崖自然分為東崖和西崖兩個部分。洞窟現有編號194個。 時代階段特點代表洞窟後秦（公元384-417年）創始階段剽悍雄健第74、78窟北魏（公元386-534年）輝煌發展階段秀骨清像第115、133窟西魏（公元535-556年）精練提高階段秀骨清像第127、121窟北周（公元557-581年）創新階段珠圓玉潤第4、62、44窟隋代（公元581-618年）新發展期豐滿誇張第37窟初唐（公元618-712年）新發展期豐滿誇張第5窟宋（公元960-1127年）大規模重修期寫實求真第165窟重點洞窟第74、78窟為麥積山最早的洞窟，多認為開鑿於後秦（或西秦），或認為鑿於北魏文成帝復法之後。為平面方形平拱敞口大龕，窟內鑿“凹”字形高壇基。兩窟形制、規格均相同。三壁塑三佛，為三世佛題材。佛像面相方圓，細眉大眼，高鼻薄唇，軀體偉岸，著通肩或半披肩袈裟，為早期佛教藝術風格。窟內壁畫大部分已脫落，內容難以辨認。七十四窟內現存壁畫兩層，底層已模糊不清，上層僅存佛兩側所繪飛天數身。
北魏時期是麥積山開窟的大發展期，***有88個，占全部洞窟的近半數。早期洞窟代表有80、128兩窟，以平面方形平頂中小型窟為主，窟壁出現上下分層開小龕或影塑造像的形式，造像題材除主體為三佛外，又開始出現了釋迦、多寶二佛並坐說法的新題材。
中期洞窟代表有76、115、155窟。洞窟形制同早期無多大區別，造像風格有較大變化，面相趨於清俊。其中，115窟內出現佛弟子像，門楣上塑有七佛，均是新出現的內容。
北魏晚期，因當時社會佛教的發展近乎泛濫，故而麥積山這壹時期的窟龕數量多，規模大，是麥積山開窟造像的最盛期。最有代表性的有121、127、133、135、142等，為平面方形或近方形的殿堂式窟，多有壁龕，造像題材仍以三佛為主，但同時出現了壹佛二菩薩二弟子的組合。造像受中原影響，以褒衣博帶、秀骨清像為主流。其中，133窟（萬佛洞）有泥塑27尊，造像碑18通（尤以10號佛傳故事碑珍貴），飛天、千佛像***3000余尊，是麥積山石窟中造像最多的洞窟。壁畫出現了大型經變畫和本生故事畫，以127窟的壁畫保存最好。其重要作品有西方凈土變、維摩詰變及薩埵那舍身伺虎、睒子本生等。特別是其經變畫是目前國內石窟現存最早、最成熟的北朝大型經變畫，對敦煌莫高窟隋唐以後的大型經變畫產生了積極的影響。
西魏洞窟現存12個，以43、102、123窟為代表，以中小型窟為主，出現了崖閣式窟，如第43窟（被視為文皇後乙弗氏的“寂陵”），造像出現壹佛二菩薩二弟子二力士的組合。其102窟的文殊與維摩詰相對而坐、123窟的童男童女等均是水平極高的代表作品。
北周***有44個窟龕，以3、4、26、62窟為代表。第4窟（又名上七佛閣、散花樓）是麥積山規模最大、位置最高的石窟，為七梁八柱、平拱藻井、寬31.7米、高15米的單檐廡殿式洞窟，是現存規模最大的崖閣建築，在中國古代建築史上具有非常重要的價值。北周造像以七佛為主，繼承西魏秀骨清像的特點，變為“面短而艷”的風格，開啟了唐代造像豐滿圓潤的先河。
隋唐時期洞窟由於地震塌毀保留甚少，以第5窟（牛兒堂）為代表。該窟外壁壁面上成排的供養人壁畫是研究唐代服飾等方面的珍貴資料。
宋代在麥積山的開窟甚少，但對許多早期造像進行了重修。第165窟的宋代重塑觀音菩薩像及供養人像具有較高的水平，反映了宋代造像世俗化的特點。